플라스틱이 분해되는 방법
다양한 기술을 사용하여 만들어진 플라스틱 제품의 평균 분해 시간은
주요 관심사는 플라스틱,땅에 떨어지면 작은 입자로 분해되어 생산 중에 추가 된 화학 물질이 환경으로 방출 될 수 있습니다. 염소, 다양한 화학 물질, 예를 들어 독성 또는 발암 성 소염제 일 수 있습니다. 이러한 화학 물질은 지하수 또는 기타 인근 수원으로 스며 들어 물을 마시는 사람들에게 심각한 해를 끼칠 수 있습니다.
또한 소위 생분해 성 플라스틱은 분해되면서 지구 온난화에 큰 기여를하는 매우 강력한 온실 가스 인 메탄을 방출 할 수 있습니다.
매립지를 칠 때 플라스틱은매립지는 환경과 인간의 건강을 보호하고 토양과 지하수를 포함한 오염을 방지하기 위해 만들어진 특수 엔지니어링 구조이기 때문에 잠재적으로 위협이 없습니다.
대부분의 피해는 사람이 의도하지 않은 장소에 버리거나 자발적인 매립지에 버리는 바로 그 플라스틱 때문에 발생합니다.
또한 기업들은 플라스틱 분해 과정을 가속화하는 새로운 방법을 개발하고 있으며 3~6개월 안에 분해되는 새로운 유형의 생분해성 플라스틱을 내놓고 있습니다.
이러한 재료는 석유 제품으로 만들어지지 않습니다.평소와 같이 전분, 지방, 옥수수 또는 기타 바이오 매스에서 추출합니다. 그러나 이러한 재료의 생산량을 늘리려면 산림 및 기타 자연 구역을 줄여 경작지를 확장해야합니다.
플라스틱 가공의 종류
- 물리적 인
기계적 재활용
물리적인 방법 중 가장 보편적인 방법은기계적 재활용이다. 이 방법은 플라스틱 재료를 분쇄하고 분쇄하여 재활용품을 얻는 것으로 구성됩니다. 이 재활용 재료는 이후에 다른 플라스틱 제품 제조에 사용됩니다.
1단계에서는 폐기물을 종류별로 분류합니다.플라스틱, 재료 상태 및 오염 정도. 그런 다음 재료는 사전 분쇄 단계를 거칩니다. 그런 다음 플라스틱을 다시 분류하고 세척하고 건조시킨 다음 열 설비에서 처리하여 균일한 농도의 용융물인 재활용품을 얻습니다.
결과적으로 이미 녹은 재료압출기로 보내져 중간 과립 또는 직접 2 차 제품을 형성합니다. 프로세스 구현을 위해 분쇄기 및 과립 화 공장이 사용됩니다.
- 화학 재활용
이 방법으로 인해 플라스틱새로운 물질이 형성됩니다. 화학적 재활용은 폴리머 분자를 처리하는 데 사용되어 새로운 구조를 형성하고 이후 새로운 제품 생산을 위한 원료로 사용됩니다.
등 다수의 대규모 국제 기업아디다스, 유니레버, P&G, 다논, 인터페이스 등이 이 분야 개발에 적극적으로 투자하고 있다. 이는 폴리머 바인더의 해중합 또는 화학적 파괴 과정을 기반으로 합니다.
프로세스의 결과로 기성품새로운 플라스틱 (폴리머), 새로운 플라스틱을 만들기위한 모노머, 새로운 플라스틱 및 화학 물질을 만들기위한 나프타, 메탄올과 같은 기본 화학 물질, 항공 및 자동차 용 운송 연료, 양초 및 크레용 용 왁스, 합성 원유와 같은 재활용 가능한 재료 ...
화학적 방법의 장점은기계적 재활용을 위해 플라스틱을 분리할 때 플라스틱을 재활용하는 능력은 경제적으로 비효율적이거나 기술적으로 불가능합니다. 대부분의 경우 이 방법은 오염된 물질을 재활용하는 데 사용됩니다.
가수 분해와 해당 과정
가수 분해 중에 플라스틱은 산성, 알칼리성 또는 중성 환경에서 물과 상호 작용합니다. 결과적으로 재료는 해중합되어 단량체로 분해됩니다.
용매 분해
가용매분해법이 가장 일반적으로 사용된다.화학적 재활용에 의해 실현되며 초임계수, 알코올 등 광범위한 용매, 온도, 압력 및 촉매를 사용하여 실현됩니다.
알칼리 염은 촉매 역할을합니다.궤조. 열분해에 비해 용매 분해 공정은 더 낮은 온도가 필요합니다. 이 공정은 회수 된 섬유와 화학 물질을 생성하여 상업적으로 사용할 수 있습니다.
메탄올 분해
이 방법은 다음과 같은 경우 플라스틱 분할을 기반으로합니다.고온 탱크에서 메탄올을 사용합니다. 이 공정은 마그네슘 아세테이트, 코발트 아세테이트 및 이산화 납과 같은 촉매를 사용합니다.
열 촉매
러시아에서 재활용 공정이 개발되었습니다.일부 야금 산업에서 발생하는 슬러지를 기반으로 한 일회성 촉매를 사용하여 플라스틱을 액체 연료 구성 요소로 변환합니다. 처음에 플라스틱 폐기물은 분쇄된 다음 촉매를 추가하여 혼합물이 400°C 이상으로 가열되는 반응기로 들어갑니다.
결과 혼합물탄화수소는 완성 된 연료 유로 연소를 위해 공급되며, 이는 도로 표면의 일부 구성 요소에 대한 가소제 역할도 할 수 있습니다. 그 후, 제품을 가공하여 가솔린, 디젤 및 연료 유를 생산할 수 있습니다.
이 방법의 장점은 낮습니다.에너지 소비 및 단점 중 하나는 고압에서 공정을 수행해야하기 때문에 공정 및 기술 장비의 제어가 복잡하다는 점입니다.
- 열의
폴리머의 열 파괴 메커니즘은 산소 함량에 따라 열분해, 메탄올 분해, 가스화, 연소와 같은 여러 유형으로 분류됩니다.
열분해
열분해는 가장 효과적인 방법 중 하나이지만동시에 값비싼 플라스틱 가공 방법도 있습니다. 열분해 방법을 사용하는 경우 폐기물은 산소에 접근하지 않고 특수 장비를 갖춘 챔버에서 고온에서 처리됩니다. 화학 공정의 결과로 가스, 열에너지 및 연료유가 형성됩니다.
열분해에 의해 플라스틱 폐기물을 분리 할 때 가솔린 분획이 얻어지며, 이는 공급 원료 질량의 최대 80 %에이를 수 있습니다.
이 과정에는 열분해가 포함됩니다.산소가 없는 상태에서 다양한 온도(300~900°C)에서 플라스틱 폐기물이 발생하여 열분해가 발생하고 플라스틱에 포함된 수소 입자가 방출됩니다. 연료 베이스로 사용될 수 있는 다수의 탄화수소가 형성됩니다.
열분해로 유해한 복합체 99% 파괴플라스틱을 구성하는 물질은 폐기물 재활용을 위한 가장 환경 친화적인 옵션 중 하나이지만 많은 에너지를 필요로 합니다.
가스화
분류되지 않은 더러운 것을 가스화할 때재료는 합성 가스를 형성하며, 이는 이후 새로운 폴리머의 구성과 열 및 전기 에너지, 메탄올, 전기, 사료 단백질 및 다양한 바이오매스 생성에 사용될 수 있습니다.
폐기물은 다음에서 플라즈마 흐름으로 처리됩니다.1200 ° C의 온도로 인해 독성 물질이 파괴되고 타르가 형성되지 않습니다. 결과적으로 쓰레기는 재로 변하고 종종 연탄으로 압축되어 건물 기초에 놓입니다. 가스화 방법은 일본에서 특히 인기를 얻었습니다.
이 방법의 주요 장점은 분류 없이 플라스틱을 처리할 수 있다는 것입니다. 단점 중에는 유해 가스가 대기로 방출 될 확률이 높습니다.
실험 방법
- 해중합
열 해중합은 다음 중 하나입니다.실험적인 물리적 및 화학적 방법. 물을 사용하는 열분해 공정을 기반으로 합니다. 열 해중합의 결과 합성 연료 및 새로운 플라스틱 재료 생성에 적합한 탄화수소 혼합물이 모두 얻어집니다.
해중합 과정에서 다음과 같은 단일 플라스틱은PET 병은 새로운 PET 재료로 재활용될 수 있는 단량체로 다시 분할됩니다. 열 해중합을 통해 혼합 플라스틱을 처리할 수 있지만 잠재적으로 위험한 부산물이 생성됩니다.
- 방사능
방사선 방법은 다음을 기반으로합니다.충전재의 물리적 특성은 변경되지 않은 상태에서 고분자 매트릭스를 파괴하는 고에너지 방사선. 앞으로 이 아직 실험적인 방법이 강화 플라스틱을 재활용하는 주요 방법이 될 것이라고 가정합니다.
이 공정의 단점 중 하나는 인간과 환경에 대한 방사선 부하가 증가한다는 것입니다. 또한 얇은 층의 플라스틱만 재활용됩니다.
- 소 위의 미생물에 의한 분해
오스트리아의 연구원들은 위의 네 부분 중 하나인 소의 반추위에서 박테리아가 플라스틱을 분해할 수 있다는 것을 발견했습니다.
과학자들은 소의 식단에 천연 식물성 폴리에스터가 함유되어 있기 때문에 그러한 박테리아가 유익할 수 있다고 제안했습니다. 이는 구조가 플라스틱과 유사합니다.
이 연구의 저자는 세 가지 유형의 폴리머를 고려했습니다.PET, PBAT 및 폴리에틸렌 푸라노에이트. 결과에 따르면 세 가지 플라스틱 모두 소의 위장에 있는 미생물에 의해 분해될 수 있으며 플라스틱 분말은 플라스틱 필름보다 더 빨리 분해되는 것으로 나타났습니다.
- 유충에 의한 분해
플라스틱 오염 문제는한국에 널리 퍼진 딱정벌레의 도움으로 해결되었습니다. 딱정벌레목(Plesiophthophthalmus davidis)의 딱정벌레 유충은 폴리스티렌을 분해할 수 있습니다. 곤충의 장내 세균총은 폴리스티렌 필름의 표면 특성을 산화시키고 변화시킬 수 있습니다.
- 재사용
폴리우레탄폼 형태로
뉴질랜드 과학자들은 생분해성 플라스틱 칼, 숟가락 및 포크를 벽 단열재나 부유 장치로 사용할 수 있는 발포체로 변환하는 방법을 개발했습니다.
실험으로 과학자들은 수통을이산화탄소로 채워진 특수 챔버의 장치. 압력 수준을 변경함으로써 연구원들은 이산화탄소가 플라스틱 내부에서 어떻게 팽창하여 거품을 생성하는지 관찰했으며 나중에 과학자들은 거품을 받았습니다.
플라스틱이 재활용 될 때마다힘을 조금 잃습니다. 그러나 거품의 경우 이것은 중요하지 않습니다. 많은 응용 분야에서 강도가 필요하지 않습니다. 이 재료는 벽 단열재 또는 부양 장치로 사용됩니다.
바닐린으로
스코틀랜드 과학자들이 플라스틱 폐기물을 재활용하는 독특한 방법을 개발했습니다. 유전자 변형 박테리아의 도움으로 바닐린 향료로 바뀌었습니다.
에든버러 대학의 두 연구원스코틀랜드에는 테레프탈산을 바닐린으로 전환시키는 유전자 조작 박테리아가 있습니다. 사실 두 물질은 화학 조성이 비슷합니다. 결과적으로 박테리아는 동일한 탄소 골격과 관련된 수소 및 산소 원자의 수를 약간만 변경하면 됩니다.
연료 및 윤활유의 형태로
미국의 과학자들은 플라스틱을 유용한 재료로 변환하는 방법을 고안했습니다. 제트 또는 디젤 연료 및 윤활유로 즉시 사용할 수 있습니다.
분야 혁신 센터 연구원미국 델라웨어 대학 (CPI)의 플라스틱은 일회용 플라스틱 포장 (가방, 요구르트 포장, 플라스틱 병, 병 뚜껑 등)을 제트 또는 디젤 연료 및 윤활유로 사용하기위한 직접적인 방법을 개발했습니다.
연구원들은 새로운 촉매를 사용하고가공하기 어려운 플라스틱인 폴리올레핀을 신속하게 파괴하는 독특한 공정. 오늘날 생산되는 모든 플라스틱의 60~70%를 차지합니다.
플라스틱 재활용 문제
플라스틱 재활용의 가장 큰 과제폐기물은 재료를 수집하고 처리하는 데 드는 비용이 높기 때문에 플라스틱은 "순수한" 형태로 존재하는 경우가 거의 없으며 대부분 다양한 유형의 폴리머가 결합되어 있습니다.
들어오는 물질의 오염과 함께이로 인해 분류 및 청소 과정이 노동 집약적이고 비용이 많이 듭니다. 또한 체계적인 폐기물 수집 및 재활용 시스템은 제한된 수의 국가에서만 시행됩니다.
따라서 대부분의 플라스틱 폐기물은 재활용되지 않고 환경에 버려지거나 보다 체계적인 접근 방식으로 소각됩니다.
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